本发明涉及一种用钛合金作为活塞材料，利用特殊的空腔结构隔热的活塞及其设计方法，适用于高速高强化柴油机，属于热能与动力工程技术领域。本发明的活塞具体包括活塞上部、活塞下部、活塞内腔、销孔、隔热空腔和冷却油腔。所述隔热空腔位于活塞上部中轴线上，处于燃烧室底面与活塞内腔以及冷却油腔中间，与销座相匹配，以形成传递爆发压力的最优承力结构，隔热空腔通过改变热量的传递路线，阻碍热量的传递，起到隔热的作用，从而大大降低活塞内腔顶面的温度，以解决温度过高导致冷却油结焦、甚至燃烧而无法采用喷油冷却的难题。基于本结构的钛合金活塞不需要冷却喷油，仅采用飞溅冷却即可。